Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Тормозные режимы СД. Механические характеристики СД в тормозных режимах
В синхронных ЭП могут быть использованы все 3 известных электрических способа торможения: - торможение противовключением, - рекуперативное, - динамическое.
1. Торможение противовключением может быть реализовано так же как у АД при помощи изменения последовательности чередования фаз напряжения, подводимого к статору, но, учитывая, что синхронные двигатели используются в ЭП большой и сверхбольшой мощности, этот способ торможения практически не применяется, так как приводит к перегреву двигателя и к преждевременному разрушению механизма. Область применения режима противовключения в СД ограничивается реверсом, при этом реверс реализуется, начиная с момента асинхронного запуска.
2. Рекуперативное торможение в синхронном ЭП может быть реализован только в том случае, если к ротору приложить со стороны некого вспомогательного источника (активного) механической энергии дополнительный момент, направленный в сторону вращения. Под действием этого момента скорость ротора станет больше синхронной скорости. Изменяется знак , рабочая точка перейдет из 1-ого квадрата в 3-ий (на угловой характеристике). Знак момента изменится на противоположный, и по отношению к направлению угловой скорости момент станет тормозным. Под действием тормозного момента , скорость вновь снизиться до . Очевидно, что для практической реализации снижения угловой скорости меньше этот способ торможения неприменим. Учитывая выше сказанное, единственный практически применимый способ торможения - динамическое торможение. Рис.68 Механическая характеристика СД при рекуперативном торможении
Рис.69 Характеристика СД при рекуперативном торможении ()
3. Динамическое торможение. Статорная обмотка отключается от источника 3-х фазного переменного напряжения и замыкается на тормозное сопротивление. Обмотка возбуждения ротора остаётся подключенной к источнику постоянного напряжения. При этом, взаимодействие статического магнитного поля с токами во вращающемся роторе создаёт, в соответствии с правилом Ленца, момент направленный противоположно направлению вращающегося вала, т.е. тормозной. Механические характеристики аналогичны механическим характеристикам АД. Интенсивность торможения определяется величиной . Чем меньше , тем торможение интенсивнее. Рис.70 Схема подключения
Рис.71 Механическая характеристика СД при динамическом торможении 2.6.3 Синхронный ЭД, как объект управления. Динамические модели синхронного ЭД и синхронный ЭП в переменных «входы-выходы» Математическое описание синхронной машины, необходимое для создания простой и удобной динамической модели должно включать в себя: - уравнение зависимости синхронного момента синхронной машины от нагрузки; - уравнение зависимости асинхронного момента синхронной машины от динамической жесткости. Математическая модель синхронного ЭП, кроме перечисленных двух уравнений, должна содержать также классическое уравнение движения ЭП: , (73) где - момент, созданный 3-х фазной обмоткой статора. Если иметь в виду, что область номинальных нагрузок (моментов) соответствует углу рассогласования , находящемуся в пределе , и в этой области зависимости носит практически линейный характер, то: (74) Известно, что может быть физически представлен в виде жесткости упругой электромагнитной связи, которая в этом случае будет аналогична жесткости упругой связи в механической модели ЭП (см. главу «Динамические модели 2-х массовой механической системы»). При этом растяжение упругой электромагнитной связи между осями в магнитном поле и ротора, равное углу , будет зависеть от скорости, с которой вращается магнитное поле статора, и от скорости, с которой стремится вращаться ротор. Если при этих условиях продифференцировать уравнение (74), то получим: (75) Кроме того, известно, что ротор синхронной машины снабжён дополнительной обмоткой типа «беличье колесо», которая обеспечивает дополнительную составляющую момента (асинхронную), которую можно представить как: , (76) где - динамическая жесткость, (см. главу «динамическая модель 2-х массовой машины»). Синхронный двигатель может быть представлен в виде следующей структурной схемы с учётом выбора переменных: (77) (78) (79)
Рис.72 Структурная схема динамической модели синхронного электродвигателя
Динамическая модель синхронного электропривода, кроме двух уравнений (78) и (79), будет включать в себя уравнение (80): (80) (81) Имеем входные и выходные переменные задачи:
Рис.73а Схема синхронного электропривода Рис.73б Структурная схема динамической модели синхронного электропривода
|